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真空鍍膜技朮講義工程師 真空鍍膜技術教育訓練(工程師) 蒸鍍(Evaporation) 一.Film Deposition 薄膜沈積(Thin Film Deposition) 在機械工業、電子工業或半導體工業領域，為了對所使用的材料賦與某種特性在材料表面上以各種方法形成被膜（一層薄膜），而加以使用，假如此被膜經由原子層的過程所形成時，一般將此等薄膜沈積稱為蒸鍍（蒸著）處理。 採用蒸鍍處理時，以原子或分子的層次控制蒸鍍粒子使其形成被膜，因此可以得到以熱平衡狀態無法得到的具有特殊構造及功能的被膜。 薄膜沈積的兩種常見的製程 物理氣相沈積--PVD （Physical Vapor Deposition） 化學氣相沈積CVD （Chemical Vapor Deposition） CVD薄膜沈積機制的說明圖 物理氣相沈積--PVD（Physical Vapor Deposition） PVD顧名思義是以物理機制來進行薄膜堆積而不涉及化學反應的製程技術，所謂物理機制是物質的相變化現象-------蒸鍍(Evaporation) 真空電鍍特點 被鍍物與塑膠不產生化學反應 環保製程；無化學物污染 可鍍多重金屬 生產速度快 可對各種素材加工 屬低溫製程 蒸鍍(Evaporation) 二.真空度定義 1.1真空度: 在一大氣壓的狀態下,一莫爾之氣體佔有22.4公升的空間,相當於1cm3的空間內有1019氣體分子,氣體對氣壁碰撞會產生壓力 .當密閉空間內氣體殘留越少時,真空度越高,氣體金屬原子貨梨子運動的速度越快,撞擊或沉積於工件上的原子越多.真空度單位以torr為單位. 1.2真空度的分類: 1.2.1低真空度:760torr~1*10-2torr 1.2.1中真空度:1*10-2torr~1*10-4torr 1.2.3高真空度:1*10-4torr~ ~1*10-6torr 1.2.4極限真空: 1*10-6torr~ ~1*10-8torr 三.蒸鍍(Evaporation)原理 關於鍍膜的形成，首先利用強大電流將鍍膜源 (鎢絲) 加熱，然後把掛在鎢絲上的鍍材(鋁片或鋁線)熔解。鋁材從而蒸發、飛散到各方面並附著於被鍍件上。熔解的鋁為鋁原子，以不定形或液體狀態存在並附著於被鍍件上，經冷卻結晶後從而變為鋁薄膜。 因此設定鎢絲為定數時，由真空度至蒸發鋁的飛散方向、鎢絲的溫度，鎢絲到被鍍件的距離等；依其鍍膜條件，鍍膜的性能也除著改變而發生變化。　　 蒸鍍(Evaporation)原理 一如前述，鍍膜在真空度10 –4 Torr左右下進行 如真空度過低時(，其蒸發中的鋁遇到殘留的氣體或者碰著鎢絲被加熱時產生的氣體，發生衝突而冷卻，形成的鋁粒 (10 –4 Torr以下)非常小的鋁粒子集合體) 會附著于被鍍膜件上。此時所形成的鍍膜因微細鋁粒中可能仍含有殘留氣體而令其失去光澤，也會大大降低鍍膜與底塗的密著性。 如真空度高時((10 –5Torr以上)，而且鎢絲的溫度亦高時，蒸發鋁的運動能量也因此會提高，被鍍膜件表面所附著的會是純鋁 (並沒有殘留氣體)，而且密度非常高，鍍膜性能因此而得到提升 (包括密著性等)。 三.蒸鍍機構造簡介 蒸鍍機構造簡介 蒸鍍機構造簡介 蒸鍍機構造簡介 蒸鍍機台掛治具 四.電漿(PLASMA)介紹 什麼是電漿 藉由外加的電場能量來促使氣體內的電子獲得能量並加速撞擊不帶電中性粒子，由於不帶電中性粒子受加速電子的撞擊後會產生離子與另一帶能量的加速電子，這些被釋出的電子，在經由電場加速與其他中性粒子碰撞。如此反覆不斷，進而使氣體產生崩潰效應(gas breakdown)，形成電漿狀態。 電漿性質 1.整體來說，電漿的內部是呈電中性的狀態，也就是帶負電粒子的密度與帶正電粒子的密度是相同的。 2.因為電漿中正、負離子的個數幾乎是一比一，因此電漿呈現電中性。 3.電漿是由一群帶電粒子所組成，所以當有一部分受到外力作用時，遠處部份的電漿，乃至整群的電漿粒子都會受到影響，這叫做「電漿的群體效應」。 4.具有良好的導電性和導熱性。 五.RF(Radio frequency)原理與設備 1. Ar 氣體原子的解離 Ar ? Ar+ ＋ e－ +pigments 2. 利用通入高頻率(13.42MHz)正,負交叉電流於銅電極上使通入的氣體產生解離. 3.功能:助鍍與清潔的效果 RF設備構造 六.鍍膜製程技術的特點 成長速度快 大面積且平面均勻度高 附著性佳可改變薄膜應力 金屬或絕緣材料(素材)均可鍍製 適合鍍製合金材料 六.蒸鍍與濺鍍製程上運用之差異 素材形狀:平 面:濺鍍 立體複雜:蒸鍍 鍍膜材